Com fer un escalfador d’inducció amb les teves pròpies mans des d’un inversor de soldadura

Les calderes de calefacció per inducció són dispositius amb una eficiència molt alta. Poden reduir significativament el cost de l’electricitat en comparació amb els electrodomèstics tradicionals equipats amb elements de calefacció.

Els models de producció industrial no són barats. Tot i això, qualsevol mestre de casa que posseeix un senzill conjunt d’eines pot fer un escalfador d’inducció amb les seves pròpies mans. Per ajudar-lo, us oferim una descripció detallada del principi de funcionament i muntatge d’un escalfador efectiu.

El principi de funcionament del calefactor d’inducció

La calefacció per inducció no és possible sense l’ús de tres elements principals:

• inductor;
• generador;
• element de calefacció.

L’inductor és una bobina, generalment feta de fil de coure, amb la seva ajuda a generar un camp magnètic. Un alternador s'utilitza per produir un flux d'alta freqüència a partir d'un corrent de xarxa elèctrica domèstica estàndard a una freqüència de 50 Hz.

Com a element calefactor s’utilitza un objecte metàl·lic capaç d’absorbir energia tèrmica sota la influència d’un camp magnètic. Si combina correctament aquests elements, podeu obtenir un dispositiu d’alt rendiment, perfecte per escalfar un refrigerant líquid i calefacció per a la llar.

Mitjançant un generador, es proporciona a l’inductor un corrent elèctric amb les característiques necessàries, és a dir. sobre una bobina de coure. En passar-hi, un corrent de partícules carregades forma un camp magnètic.

El principi de funcionament dels escalfadors d’inducció es basa en l’aparició de corrents elèctrics dins dels conductors que apareixen sota la influència de camps magnètics

La peculiaritat del camp és que té la capacitat de canviar la direcció de les ones electromagnètiques a altes freqüències. Si es col·loca un objecte metàl·lic en aquest camp, començarà a escalfar-se sense contacte directe amb l’inductor sota la influència dels corrents de remolí creats.

El corrent elèctric d’alta freqüència que arriba des de l’inversor fins a la bobina d’inducció crea un camp magnètic amb un vector d’ones magnètiques en constant canvi. El metall col·locat en aquest camp s’escalfa ràpidament

La manca de contacte ens permet fer pèrdues d’energia durant la transició d’un tipus a un altre menyspreable, cosa que explica l’increment de l’eficiència de les calderes d’inducció.

Per escalfar l’aigua del circuit de calefacció, n’hi ha prou de garantir el seu contacte amb un escalfador metàl·lic. Sovint, s’utilitza una canonada metàl·lica com a element calefactor, pel qual es passa simplement un corrent d’aigua. L’aigua refreda simultàniament el calefactor, cosa que augmenta notablement la seva vida útil.

Un electroimant d’un dispositiu d’inducció s’obté enrotllant un fil al voltant d’un nucli de ferromagnet. La bobina d’inducció resultant s’escalfa i transfereix calor al cos escalfat o al refrigerant proper a través de l’intercanviador de calor

Avantatges i desavantatges del dispositiu

Els "avantatges" del escalfador d'inducció de vòrtex són molts. Es tracta d’un esquema senzill per a la fabricació independent, augment de la fiabilitat, alta eficiència, costos d’energia relativament baixos, llarga vida útil, baixa probabilitat d’avaries, etc.

La productivitat del dispositiu pot ser significativa, les unitats d’aquest tipus s’utilitzen amb èxit en la indústria metal·lúrgica. Per la velocitat d’escalfar el refrigerant, dispositius d’aquest tipus competeixen amb confiança amb les calderes elèctriques tradicionals, la temperatura de l’aigua del sistema arriba ràpidament al nivell requerit.

Durant el funcionament de la caldera d’inducció, el calefactor vibra lleugerament. Aquesta vibració sacseja els sediments de pedra calcària i altres possibles contaminants de les parets de la canonada metàl·lica; per tant, aquest dispositiu rarament necessita netejar. Per descomptat, el sistema de calefacció s’ha de protegir d’aquests contaminants mitjançant un filtre mecànic.

Una bobina d’inducció escalfa el metall (canonada o trossos de filferro) col·locat al seu interior mitjançant corrents de gir d’alta freqüència, el contacte és opcional

El contacte constant amb l’aigua minimitza la probabilitat de cremar el calefactor, que és un problema força freqüent per a les calderes tradicionals amb elements de calefacció. Malgrat la vibració, la caldera funciona amb molta tranquil·litat; no cal fer un aïllament acústic addicional al lloc de la instal·lació.

Tot i així, les calderes d’inducció són bones perquè gairebé mai es filtren, si només la instal·lació del sistema es fa correctament. Es tracta d’una qualitat molt valuosa per a calefacció elèctrica, ja que elimina o redueix significativament la probabilitat de situacions perilloses.

L’absència de fuites es deu al mètode sense contacte de transferència d’energia tèrmica al escalfador. Mitjançant la tecnologia descrita anteriorment, el refrigerant es pot escalfar gairebé a estat de vapor.

Això proporciona una convecció tèrmica suficient per estimular el moviment eficient del refrigerant a través de les canonades. En la majoria dels casos, el sistema de calefacció no ha d’estar equipat amb una bomba de circulació, tot i que tot depèn de les característiques i la disposició d’un determinat sistema de calefacció.

De vegades bomba de circulació necessari. Instal·lar el dispositiu és relativament fàcil. Tot i que això requerirà d’algunes habilitats per instal·lar electrodomèstics i canonades de calefacció. Però aquest dispositiu còmode i fiable presenta diversos inconvenients que també s’han de tenir en compte.

Per exemple, la caldera no escalfa només el refrigerant, sinó també tot l’espai de treball que l’envolta. És necessari seleccionar una habitació separada per a un agregat corresponent i eliminar-ne tots els objectes estrangers. Per a una persona, una llarga estada a les proximitats d’una caldera de treball també pot ser insegura.

Els calefactors d’inducció requereixen corrent elèctric per funcionar. Tant els equips casolans com els de fàbrica estan connectats a una xarxa de CA domèstica

Per al funcionament del dispositiu es necessita electricitat. A les zones on no es pugui accedir gratuïtament a aquest benefici de la civilització, una caldera d’inducció serà inútil. I quan s’observen freqüents interrupcions de l’electricitat, es demostrarà una baixa eficiència. Si el dispositiu es maneja de manera descuidada, es pot produir una explosió.

Si el refrigerant es sobreescalfa, es convertirà en vapor. Com a resultat, la pressió del sistema augmentarà bruscament, cosa que les canonades simplement no poden suportar i es trencaran. Per tant, per al funcionament normal del sistema, el dispositiu hauria d’anar equipat amb almenys un manòmetre i, encara millor, un dispositiu d’apagada d’emergència, un controlador de temperatura, etc.

Tot això pot augmentar significativament el cost d’una caldera d’inducció casolana. Tot i que el dispositiu es considera gairebé silenciós, no sempre és així. Alguns models, per diverses raons, poden produir sorolls. Per a un dispositiu fabricat de manera independent, augmenta la probabilitat d'aquest resultat.

Tant en el disseny de calefactors d’inducció casolans com de fàbrica, pràcticament no hi ha components que portin. Serveixen molt de temps i treballen perfectament

Passos casolans

No és tan difícil fer un dispositiu aquest mateix. Per fer-ho, necessitareu:

1. Feu un element de calefacció.
2. Feu una bobina inductora de fil de coure.
3. Agafeu un alternador preparat.
4. Connecteu el calefactor amb la bobina al sistema de calefacció.
5. Connecteu la bobina al generador.
6. Connecteu l’alimentació al sistema.
7. Feu una prova de prova per comprovar el funcionament de la unitat.

En els models industrials, s'utilitza una canonada metàl·lica amb parets gruixudes com a escalfador, però és molt difícil i no té gaire sentit proporcionar una potència suficient per a un dispositiu casolà per escalfar aquest element. Una bobina d’inducció pot escalfar qualsevol metall, de manera que es pot modificar l’escalfador.

Els models industrials de calderes d’inducció estan equipats amb un element calefactor fet d’un tub gruixut de metall.A casa, és difícil copiar aquest agregat

Una peça de canonada de plàstic s'utilitza com a carcassa per a un escalfador d'inducció d'un inversor de soldadura. Hauria de ser lleugerament més gran de diàmetre que les canonades de calefacció. La longitud de la canonada del calefactor pot ser d'aproximadament un metre, el diàmetre interior pot variar entre 50-80 mm.

Per connectar el calefactor al sistema, instal·leu adaptadors a les parts inferiors i superiors de la carcassa. La part inferior de la canonada ha de tancar-se amb una graella, i després es col·loca un farcit format per petites partícules de metall dins del cos. Podeu obtenir un farciment, per exemple, de filferro, barra, canonada de metall estreta, etc.

La longitud dels segments es pot variar arbitràriament. Molt sovint s’utilitza un fil d’acer amb un diàmetre de 6-8 mm, que es talla simplement en trossos petits. Alguns mestres recomanen tallar-la en canyes llargues d’uns 90 cm aproximadament, és a dir. gairebé al llarg de la longitud de l'escalfador.

Per a la carcassa de l’element de calefacció de la caldera d’inducció, que hem fabricat nosaltres mateixos, necessitareu una canonada de plàstic d’ample, d’uns 50 mm de diàmetre.

Com més gran sigui la resistència magnètica de l’acer del qual està fabricat el fil, millor s’escalfarà. Segons la mida d’aquestes peces, també es selecciona una malla protectora, que es munta a la part inferior de la caixa. El farciment s'omple o es col·loca en una canonada fins a la part superior. Després d'això, la part superior també es cobreix amb una xarxa.

El diagrama us permet fer una idea de com connectar una bobina d’inducció al calefactor de la caldera i a la soldadora

Així, un escalfador casolà per a una caldera d’inducció sembla una gruixuda canonada de plàstic, farcida de trossos de metall i tancada a banda i banda amb una reixeta. Per sobre i per sota del calefactor, hi ha adaptadors per a la connexió al circuit de calefacció. La canonada de polímer del calefactor ha de tenir parets prou gruixudes.

A més, qualsevol plàstic per a aquests propòsits no és adequat, el material ha de suportar els efectes d’un escalfament força fort i, al mateix temps, no emet cap substància perillosa a l’atmosfera o al refrigerant. Ara hauríeu de fer una graella d’inducció. Per fer-ho, agafeu un fil de coure i torneu-lo directament al cos de l'escalfador.

En alguns models de calefactors d’inducció casolans, en lloc d’una canonada de plàstic, s’utilitza un tub estret de coure. Aquesta no és la millor opció, ja que no serà fàcil plegar aquest element en una espiral.

Com més voltes de filferro, millor. Es creu que la bobina d’inducció hauria de tenir almenys 90 voltes. L’inductor s’enrotlla a la canonada molt fortament, no hi hauria d’haver cap buit entre els girs.

Per al bobinat és adequat un filferro aïllat de coure d’1-1,5 mm. Aquí no cal un cable més gruixut, ja que també complicarà el treball de la bobinada, més difícil serà organitzar les bobines.

Aquest esquema ajudarà a connectar correctament la bobina de l’inductor a la màquina de soldar de l’inversor. Si es fa de manera incorrecta, la bobina es convertirà en electroimant (+)

La presència de buits pot provocar sorolls per vibracions, que acompanyen el funcionament d’una unitat d’aquest tipus. Amb el pas del temps, aquesta situació pot provocar la destrucció de l’aïllament, la qual cosa provocarà un circuit entre girs.

A sobre i a sota, a més dels adaptadors, s’han d’instal·lar taps. Es necessiten per proporcionar l’oportunitat, si cal, d’apagar l’aigua del circuit de calefacció.

En instal·lar el calefactor, s’ha de recordar que el seu extrem inferior s’ha de dirigir al tub de retorn, dissenyat per recollir el refrigerant refrigerat en sistema de calefacció de doble canonada. La manera més fàcil d’obtenir un generador alternatiu de camp és agafar un inversor de la soldadora.

Els contactes de la bobina d’inducció estan connectats als pols de l’inversor.Tan bon punt l’alimentació estigui connectada a la unitat i s’inclogui a la xarxa, una caldera d’inducció casolana començarà a funcionar.

Per a la fabricació d’aquest dispositiu, fins i tot és adequada una màquina de soldar barata, per exemple, un model fabricat a la Xina que permet ajustar la força actual, a partir d’un nivell de 10 A. S’ha d’instal·lar un sensor regulador de temperatura a l’alimentador. L’inversor de soldadura es connecta mitjançant aquest termòstat.

A les sortides, s’han d’instal·lar díodes rectificadors. Per fer-ho, haureu d’obrir el cos de la màquina de soldar i soldar els cables a la sortida, després enganxar-los als díodes. Si us connecteu sense díodes directament, un corrent de tensió rectificada fluirà fins al bobinat i la bobina funcionarà com a electroimant, no com a inductor.

Per crear una espiral d’inducció, es recomana utilitzar un filferro de coure amb secció d’1,5 mm en una funda aïllant fiable, és necessari fer aproximadament 90 voltes

Algunes modernes màquines de soldadura tenen un sensor tàctil que s’inicia quan l’elèctrode toca la superfície de treball. Cal tenir en compte aquest moment perquè el sensor funcioni en el moment adequat o no afecti el funcionament d’una caldera casolana.

Si un amo sense experiència té problemes amb l’alteració de la màquina de soldar, hauria de demanar assessorament professional.

Per a la fabricació d’una caldera d’inducció amb les vostres pròpies mans, podeu agafar qualsevol soldadora amb característiques adequades. Si cal, el dispositiu es pot tornar a utilitzar per soldar

Si tot es realitza correctament, en el futur es pot utilitzar la soldadora per a la seva finalitat prevista. Caldrà desoldar els conductors amb díodes i tornar a muntar-los. Sota la influència de corrent altern d’alta freqüència, una bobina d’inducció crearà un camp magnètic.

El metall dins de la caixa del polímer començarà a escalfar-se i transferir calor a l’aigua que circula pel circuit de calefacció. El dispositiu només necessitarà uns minuts per escalfar el refrigerant.

Cal seleccionar correctament la ubicació del calefactor d’inducció. La unitat s’ha de situar a 800 mm per sota del sostre i almenys 300 mm s’hauria de separar de les parets i dels mobles.

Unes quantes paraules sobre seguretat

Les calderes d’inducció casolanes no solen estar equipades amb sistemes de control i protecció, cosa que les fa insegures. Per tant, abans d’encendre la unitat, heu d’assegurar-vos que la cavitat de l’allotjament s’omple amb refrigerant líquid.

Si el cas del polímer del calefactor està sotmès a un escalfament constant sense rentar-se amb el transportador de calor, es fongui simplement, de vegades això no només comporta la deformació del calefactor, sinó també el seu dany complet.

Les unitats d’aquest tipus s’utilitzen sovint per a la fosa de metalls incandescents i per a la fosa. Les temperatures elevades d’un escalfador d’inducció requereixen una atenció minuciosa a la seguretat.

També pot ser perillosa una caiguda d'un farciment de metall calent d'un cos fos. En aquest cas, haureu de desmuntar el dispositiu gairebé completament i fer-ne un element de calefacció nou.

La connexió a l'alimentació s'ha de realitzar mitjançant un cable separat de l'escut. Per descomptat, cal segellar acuradament tots els contactes amb aïllament. El convertidor de la màquina de soldadura també ha de ser posat a terra, un punt important per a la seguretat.

En aquest cas, necessiteu un cable amb una secció d’almenys quatre mil·límetres. Alguns experts recomanen donar preferència a un cable de sis mil·límetres. Per evitar un sobreescalfament d’un escalfador d’inducció casolà per manca d’aigua al sistema, es recomana instal·lar una vàlvula de sobrepressió a l’entrada del escalfador.

Un dispositiu de calefacció per inducció ocupa relativament poc espai, però cal situar-lo a una certa distància del sostre, de les parets, dels mobles, etc.

Un dispositiu casolà d’aquest tipus, no equipat amb equips de protecció especial, és un objecte potencialment perillós que requereix un control constant. Per tant, haureu de gastar una mica més de diners, però heu de comprar els dispositius necessaris.

Al mateix temps, no fa mal avaluar els costos, potser la compra d’una caldera d’inducció preparada no costarà gaire més. Els dispositius industrials solen estar equipats amb tota la protecció necessària.

Característiques i tecnologia de fabricació pas a pas d’una altra versió d’una caldera d’inducció casolana per al sistema de calefacció donat aquí.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Clip # 1. Visió general dels principis de calefacció per inducció:

Clip 2. Una opció interessant per fabricar un escalfador d’inducció:

Per instal·lar un escalfador d’inducció, no cal obtenir permís de les autoritats reguladores, els models industrials d’aquests dispositius són completament segurs, són adequats per a una casa privada i per a un apartament ordinari. Però els propietaris d’unitats casolanes no s’han d’oblidar de la seguretat.

Comenteu el material que hem proposat per a la seva revisió. Fes preguntes sobre punts interessants o obscurs. Potser teniu la vostra experiència en la construcció o instal·lació d’una caldera d’inducció? Podeu comunicar i publicar fotos úniques a la secció de comentaris que hi ha a continuació.